一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法_2

文档序号:9812721阅读:来源:国知局
从而得到控流可变电阻 有效电阻,根据系统初始化参数确定第一可调分压电容值和第二可调分压电容值;
[0027] 步骤3:通过上位机设定软化蓄电器中铅蓄电池组上限阔值和下限阔值;
[0028] 步骤4:设定软化升压电路的第五IGBT的通断周期T,确定采用市电分支逆变时第 五IGBT关断时间;
[0029] 步骤5:断开各电磁继电器开关,闭合所述与冷热电联产系统和用户交流负载的交 流母线相连接的开关,PLC控制器对接触器输出闭合信号,闭合接触器;
[0030] 步骤6:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值,采集软 化蓄电器中铅蓄电池组的电压,PLC通过逻辑判断交流母线的电压所在区间,对软化蓄电器 和储热装置的储放能模式进行控制;
[0031] 步骤6.1:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值,采集 软化蓄电器中铅蓄电池组的电压;
[0032] 步骤6.2:判断采控电路的第一运算放大器的逻辑输出值是否为高,若是,执行步 骤6.3,否则,执行步骤6.4;
[0033] 步骤6.3:断开采控电路的第五电磁继电器,执行步骤7;
[0034] 步骤6.4:判断采控电路的第二运算放大器的逻辑输出值是否为高,若是,执行步 骤6.5,否则,执行步骤6.10;
[0035] 步骤6.5:判断软化蓄电器中铅蓄电池组的电压是否低于其下限阔值,若是,执行 步骤6.6,否则,执行步骤6.8;
[0036] 步骤6.6:闭合软化升压器的第四电磁继电器,断开软化升压器的第=电磁继电 器;
[0037] 步骤6.7:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和采用市电供电时第 五IGBT关断时间g。,对软化升压器的第五IGBT进行通断控制,执行步骤7;
[0038] 步骤6.8:断开软化升压器的第四电磁继电器,闭合软化升压器的第=电磁继电 器;
[0039] 步骤6.9:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和软化蓄电器中铅蓄 电池组的电压计算采用软化蓄电器供电时软化升压器的第五IGBT的关断时间4巧,对软化 升压器的第五IGBT进行通断控制,执行步骤7;
[0040] 步骤6.10:闭合采控电路的第五电磁继电器;
[0041] 步骤7:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压,PLC通过判断软化蓄电器铅蓄电池 组的储电状况,控制第一电磁继电器和第二电磁继电器,实现对储热装置和软化蓄电器进 行储能控制;
[0042] 步骤7.1:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压,判断采集的软化蓄电器中铅蓄电 池组的电压是否高于其上限阔值,若是,则执行步骤7.2,否则,执行步骤7.3;
[0043] 步骤7.2:断开第一电磁继电器,闭合第二电磁继电器,功率跟随器的电力晶体管 根据交流母线电压有效值大小进行通断操作,实现对储热装置的储热控制,执行步骤8;
[0044] 步骤7.3:闭合第一电磁继电器,断开第二电磁继电器,功率跟随器的电力晶体管 根据交流母线电压有效值大小进行通断操作,实现对软化蓄电器的储电控制;
[0045] 步骤8:判断接触器开关是否关断,若是,则系统工作结束,否则,返回步骤6。
[0046] 本发明的有益效果:
[0047] 本发明提出一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法,本发明适用范围广,可 W根据不同功率需求,不同冷、热、电需求的环境,自由调节储电储热的功率大小,能够在实 现能量调节的前提下节减成本。本发明能够对冷热电系统的能量进行安全有效的自动调 节,在维持冷热电系统动力子系统处于额定功率不变的情况下,根据用户冷热电需求的变 化,既保证尽量减少高品质的电能向低品质的热能转化,又防止大量使用造价较高的储电 装置,在经济与效率间找到平衡点,能够使得冷热电系统的冷、热、电分配更加方便,使得冷 热电系统的推广应用更具现实性。
【附图说明】
[0048] 图1为本发明【具体实施方式】中基于冷热电系统的混合储能系统的结构示意图;
[0049] 图2为本发明【具体实施方式】中基于冷热电系统的混合储能系统的整体电路图;
[0050] 其中,1-交流滤波器,2-软化升压器,3-功率跟随器,4-软化蓄电器,5-桥式整流滤 波电路,6-采控电路,7-储热箱,8-交流降压变压器,9-隔离变压器,10-接触器,11-烙断器, 12-开关,13-第一电磁继电器,14-第二电磁继电器;
[0051 ]图3为本发明【具体实施方式】中变流滤波器的电路图;
[0052] 图4为本发明【具体实施方式】中功率跟随器的电路图;
[0053] 图5为本发明【具体实施方式】中软化蓄电器的电路图;
[0054] 图6为本发明【具体实施方式】中软化升压器的电路图;
[0055] 图7为本发明【具体实施方式】中桥式整流滤波电路的电路图;
[0056] 图8为本发明【具体实施方式】中采控电路的电路图;
[0057] 其中,6.1-可调分级电压比较器;
[0058] 图9为本发明【具体实施方式】中基于冷热电系统的混合储能方法的流程图;
[0059] 图10为本发明【具体实施方式】中化C通过判断交流母线的电压所在区间对软化蓄电 器和储热箱的储放能模式进行控制的流程图;
[0060] 图11为本发明【具体实施方式】中化C通过判断软化蓄电器铅蓄电池组的储电状况实 现对储热箱和软化蓄电器进行储能控制的流程图。
【具体实施方式】
[0061] 下面结合附图对本发明【具体实施方式】加 W详细的说明。
[0062] 本发明提出一种基于冷热电系统的混合储能系统,本实施方式中,具体应用于某 单元楼的微型冷热电联产系统的混合储能系统,PLC控制器选用西口子315-2DP,软化蓄电 器4的铅蓄电池组蓄电池选用松原SY7-12铅蓄电池 X 10 X 5组成的电源网络(即对铅蓄电池 实施串并联组合),储热装置采用储热砖作为储热材料的储热箱7,内部布放有电加热丝和 换热水管,通过换热水管连接吸收式热累和吸收式制冷机,吸收式热累连接用户热负荷,吸 收式制冷机连接用户冷负荷。
[0063] 基于冷热电系统的混合储能系统,如图1和图2所示,包括化C控制器、上位机、变流 滤波器1、软化升压器2、功率跟随器3、软化蓄电器4、桥式整流滤波电路5、采控电路6和储热 箱7。
[0064] 变流滤波器1通过开关12、烙断器11、接触器10和隔离变压器9连接到微型冷热电 联产系统(CCHP)和用户交流负载的交流母线,变流滤波器1的直流侧正极连接功率跟随器3 的一端,功率跟随器3的另一端通过第一电磁继电器13连接软化蓄电器4,同时通过第二电 磁继电器14连接储热箱7,软化蓄电器4的输出端和储热箱7的输出端连接软化升压器2的低 压侧储电分支正极,PLC控制器的数字输出端连接接触器10的控制信号端、第一电磁继电器 13、第二电磁继电器14和软化升压器4的IGBT栅极,PLC控制器的数字输入端连接采控电路6 的电压逻辑信号输出端,PLC控制器的模拟输入端通过变送器连接所述软化蓄电器4的电压 采集信号端,PLC控制器通过通讯电缆连接上位机,软化升压器2的低压侧市电分支通过桥 式整流滤波电路5连接市电,软化升压器2的低压侧蓄电分支连接软化蓄电器4,采控电路6 通过交流降压变压器8连接到冷热电联产系统和用户交流负载的交流母线,采控电路6的控 制信号输出端与变流滤波器1的四个IGBT栅极相连,储热箱7通过换热水管连接吸收式热累 和吸收式制冷机,吸收式热累连接用户热负荷,吸收式制冷机连接用户冷负荷。
[0065] 本实施方式中,选取额定交流母线电压为220V-50HZ的交流电,设定微型热电联产 系统的额定发电功率不变,用户的用电负载实时变化会引起交流母线电压的波动,本发明 混合储能系统被用于调节交流母线电压。
[0066] 本实施方式中,上位机设有通讯模块和监控模块。通讯模块,用于与化C控制器进 行通讯,并发送控制信号至化C控制器。监控模块,用于监控并显示运行参数、系统工作模式 及各模式运行时间统计量。
[0067] 运行参数,包括交流母线电压所在区间和软化蓄电器的端电压。
[0068] 系统工作模式,包括工作在交流母线对软化蓄电器进行储电的模式、交流母线对 储热装置进行电储热的模式、软化蓄电器对交流母线提供电能的模式、市电向交流母线提 供电能的模式。
[0069] 本实施方式中,PLC控制器中设有运算模块和通讯模块:其中,运算模块对输入的 PLC控制器中的采集信号进行运算处理W获取需要的控制信号,通讯模块负责与上位机进 行通讯,将系统运行参数传输到上位机供上位机监控并接受上位机的控制信号。运行参数 包括:交流母线电压所在区间和软化蓄电器的端电压。
[0070] 本实施方式中,变流滤波器1如图3所示,包括第一IGBT VT1.1、第二IGBT VT1.2、 第SIGBT VT1.3、第四 IGBT VT1.4、第一二极管VD1.1、第二二级管VD1.2、第S二极管 VDl .3、第四二极管VDl .4和稳压滤波电容Cl。
[0071] 第一IGBT VT1.1与第二IGBT VT1.2采用共集电连接,第SIGBT VT1.3与第四IGBT VT1.4采用共发射极连接,第一IGBT VT1.1的发射极与第SIGBT VT1.3的集电极连接,第二 IGBT VT1.2的发射极与第四IGBT VT1.4的集电极连接,第一二极管VD1.1与第一IGBT VTl. 1反向并联,第
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